小型微型计算机系统

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无线多跳网络中具中继负载平衡预估的路由算法

郑泽峰1，2，潘艺萍2，吴建平1

2014, 35(4): 689-693.

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无线多跳网络中通信节点利用相邻的中继节点转发数据，当节点因移动而需切换中继时，决定中继选择的路由协议对通信性能起关键作用.本文在具有基础设施的混合式无线多跳网络中，提出一种以OLSR路由算法为基础来构建最小生成树中继拓扑的MST-OLSR路由算法，通过引入对中继负载预估的机制，减少各节点通信中在上行链路所需的中继跳数的同时，平衡了中继间的流量负载.仿真结果表明，与传统的OLSR相比，MST-OLSR可以有效提高移动节点中继切换的时延及丢包的通信性能.

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数据中心中的可靠组数据传输

曹家鑫1，熊勇强2，郑亦欣3，郭传雄2，田野1

2014, 35(4): 694-698.

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可靠组数据传输是数据中心中的一个重要传输模式.在可靠组数据传输问题中，有一个数据源，和一个接收端的集合.可靠组数据传输需要把数据从数据源可靠的分发给所有接收端.P2P是一个典型的可靠组数据传输系统，在互联网得到广泛的应用.然而，P2P系统对可靠组数据传输的完成时间没有保障.与互联网不同的是，数据中心有以下特点： 1)数据中心的拓扑结构是预先知道的.2)数据中心可以被集中管理，各个结点之间是相互合作的.基于这两个特点，本文对数据中心的P2P系统进行了重要改进.1)通过一个集中控制算法对每个结点的邻居进行选取.2)在某些特定结点进行数据缓存.我们在ns3平台实现了一个P2P系统，并用本文的方法对其进行改进,在BCube(4,1)中传输4GB的数据，BitTorrent需要52s完成所有数据的传输，而本文的方法只需要18s.

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TVOS中资源分配建模与优化

陈磊，王嵩，吴刚

2014, 35(4): 699-703.

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针对现有的智能电视操作系统(TVOS)在资源分配时无法保证多媒体应用服务质量(QoS)的缺点，本文在研究智能电视用户对应用偏好度的基础上，提出一种具有应用区分度的QoS保障的资源分配管理模型，并针对该模型提出一种基于凸包的快速启发式算法RA_CHEU.该算法通过惩罚向量将资源分配方案中的多维资源转换为单维的复合资源，在工作点的二维空间中应用凸包过程，并以凸包边界分段的坡度值作为启发来引导对工作点的选择，能使系统资源得到更合理的分配.仿真实验表明，与其他算法相比，该算法能在获取问题近似最优解的同时具有更好的时间性能，更适合TVOS中资源的实时分配.

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多接口多信道无线Mesh网络中面向协作通信的接口分配算法

谢鲲，李秦古

2014, 35(4): 704-709.

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多接口多信道和协作通信技术是两种可以显著提高网络传输可靠性的通信技术，但是两者的结合仍是极具挑战性的问题.为了最大化网络传输可靠性，本文研究多接口多信道协作无线网络中联合协作节点选择和接口分配的问题，并将该问题建模为一个整数非线性规划问题.本文提出联合协作节点选择和基于分支限界的协作接口分配算法(JRSIA)来解决该问题.JRSIA算法首先为每条数据流链路确定传输方式并选择协作节点，然后根据链路可靠性最大化要求为不同传输方式的链路分配接口.该算法公平对待直接传输和协作传输的接口分配需求，可以利用协作通信增益最大化提高网络可靠性.仿真实验结果表明，相比现有的COD-CC算法和直接传输，本文算法可以平均降低网络丢包率近80%和1.7倍.

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基于链路稳定性预测的Ad Hoc网络路由算法研究

沙毅1，黄锦元1，姜延涛1，朱丽春2，张志伟2

2014, 35(4): 710-714.

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提出基于链路稳定性预测的后备路径路由算法LS-BPR.该机制将延迟最小的路径作为主路径，利用成本函数作为后备路径选择的标准，再利用ARIMA模型预测链路稳定性较好的链路作为后备路径.利用QualNet仿真平台对LS-BPR AODV与AODV两种协议进行仿真比较.仿真结果表明，加入预测机制的LS-BPR AODV改善了网络性能，减少了源节点路由发现的次数，降低了路由断裂的次数，大幅减少了网络的丢包率和网络中信息接收的延时，提高了网络平均吞吐量.

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PUF-NLHB：基于PUF的轻量级认证协议

李艳,周清雷

2014, 35(4): 715-719.

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基于GRS攻击模型设计了针对PUF-HB类协议的攻击方法，证明了该类协议不具备抵御中间人攻击的能力.在此基础上，针对PUF-HB协议的漏洞，通过加入非线性函数的方法设计了PUF-NLHB协议并给出具体的硬件实现结构，在随机oracle模型下通过向LPN问题的规约严格证明了新协议的安全性，增强了协议应对中间人攻击的能力.

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网格和组播树结合的QoS路由

夏利,田东渭,张艳艳,王刚

2014, 35(4): 720-722.

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由于Ad Hoc网络的自身特性，QoS组播路由成为当前主要研究热点之一.ACO算法能够解决这种自适应路由问题.基于网格结构的组播路由健壮性好但传输效率低，基于树结构的则刚好相反.针对以上问题，提出一种基于蚁群算法的按需组播路由协议.首先在传统的基于网格的组播路由协议建立的网格上利用蚁群算法建立一个组播树，以保证组播数据分组的转发率，并通过人工蚂蚁信息素的更新规则满足一定的QoS要求，同时原来的网格结构当树结构被破坏时可以用作备用路径.最后，仿真结果表明，该协议在平均端到端时延和路由开销方面要优于基于网格的协议，如ODMRP，同时在数据分组转发率方面也有不错的表现.

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长期演进项目中移动终端节能机制的性能优化

孟超1,2，金顺福1,2，王晨飞1,2

2014, 35(4): 723-727.

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为了对长期演进项目LTE (Long Term Evolution)中引入的节能机制进行系统性能分析与参数优化，针对基于活动状态下的非连续接收机制DRX (Discontinuous Reception)，考虑移动终端与基站之间的多个逻辑信道，建立一个多重同步休假排队模型.采用离散时间方法构造状态转移概率矩阵.基于系统的稳态分析结果，进行能量节省率，系统阻塞率和数据帧响应延迟等指标的性能研究.数值实验的结果表明，不同的性能指标之间存在着折中关系.通过建立利润函数，给出逻辑信道个数，休眠间隔及逻辑信道传输率等系统参数的优化设置方案.

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面向流媒体的Hadoop调度策略研究

孙连生，王雷，黄承真

2014, 35(4): 728-733.

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流媒体数据的分布式处理的研究在流媒体处理领域具有重要的意义，电信网、广播电视网、计算机通信网的不断融合促进了媒体数据的广泛传播，随着数据量的不断增大数据处理的速度变慢，而传统的多处理器并行计算难以满足海量流媒体数据的并发处理需求.使用当前流行的开源分布式处理系统Hadoop对流媒体数据进行分布式计算将大大提高流媒体数据的处理速度，虽然Hadoop常用于大数据企业类业务数据处理，但其对实时数据处理支持较差.因此对Hadoop的调度和负载策略进行研究，通过改进Hadoop的实时调度和负载均衡策略，使其可以满足流媒体处理的实时性、并发性和处理速度的要求.实验结果表明提出的算法和策略使得Hadoop能很好的适应实时流媒体的处理，减少了处理的时间.

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多Sink无线传感器网络中最小时延数据汇集调度算法设计

陈永燥，程红举

2014, 35(4): 734-739.

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数据汇集是无线传感器网络的一项重要技术,而汇集时延是评估其性能的重要指标.现有研究大多基于单Sink环境，较少考虑到网络规模扩大时需要部署多个Sink的情况.本文研究多Sink无线传感器网络中最小时延数据汇集调度问题(MS-MLAS).提出了基于极大独立集的多Sink半结构拓扑汇集调度算法(MDAS-ST)与不使用极大独立集的多Sink无结构拓扑汇集调度算法(MDAS-UT).两种算法通过扩展父节点的选择范围，并根据节点分配的时隙序号以及该时隙的最大化利用来选取父节点，从而有效降低网络时延.文中分析并给出采用MDAS-ST算法网络数据汇集总时延的理论上限.实验结果表明，MDAS-ST算法与MDAS-UT算法能够充分利用时隙，以低时延进行汇集调度.

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基于有向传感器网络的强栅栏覆盖优化策略

王林,刘文远,王琳,穆运峰

2014, 35(4): 740-745.

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栅栏覆盖模型被广泛应用于基于有向传感器网络的入侵检测技术.现有方法大都采用集中调度策略，使得栅栏维护通信量和重组时延不能满足入侵检测实时性要求.本文采用分治策略将覆盖区域剖分，并基于异步唤醒模式对栅栏进行修复.首先，利用节点间周期性通信获取网络拓扑；在每个时间片内生成参与数最少的强栅栏覆盖节点子集合，不同时间片交替唤醒节点集合；最后，采用一个轻量计算方法对栅栏故障进行分布式修复.仿真实验表明，文中提出的方法有效降低强栅栏覆盖维护开销，使得网络生命时间延长1倍，且节点冗余度降低6%.

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高效鲁棒的高速网络并发连接管理方案

熊兵1,2，赵锦元3，廖年冬1，陈晓苏2

2014, 35(4): 746-750.

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随着网络应用的不断丰富和日趋复杂，网络数据包处理必须以连接会话为单位进行语义级的深层次分析.针对高速网络环境下连接管理的性能需求，提出了一种高效鲁棒的并发连接管理方案.首先建立初始连接隔离法ICS (Initialized Connection Separation)，将网络恶意行为产生的虚假连接与正常的已建连接分离开来，形成规模可控的初始连接表ICT (Initialized Connection Table)和已建连接表ECT (Established Connection Table).然后通过分析ICT表和ECT表的访问操作特点，应用"移至最前"MTF (Move-To-Front)启发法优化连接表的访问操作.借助实际高速网络流量样本，对本文所提的ICS-MTF连接管理方案进行了性能评估.实验结果表明：ICS-MTF方案在高效性和鲁棒性方面均明显优于传统的连接管理方案.

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基于FMB和元胞自动机的实际业务流性能预测方法

胡俊1,2，梁颖3，魏娟2,申俊瑛4，游磊1

2014, 35(4): 751-754.

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为了有效刻画实际业务流性能状态，结合分形布朗运动模型（Fractional Brownian Motion，FBM）和元胞自动机提出一种新的预测方法TSPCA（Traffic State Prediction method based on Cellular Automaton）.该方法首先基于FBM模型推导了平均队列长度和平均时延的数学表达式，同时利用定义的元胞演化规则对估算结果进行修正，以提高预测精度.最后，通过NS2和MATLAB进行仿真实验，深入分析了影响该方法的关键因素，发现缓冲区较小时流量性能将由短相关特性支配，而缓冲区较大时性能由长相关支配，重置效应和截断效应对业务流性能影响较大.并且对比FARIMA和ARIMA的预测结果，证明该方法具有较好的适应性.

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有向三环网络的六角环模型构造法

邰伟鹏，徐宏，王小林

2014, 35(4): 755-758.

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多环网络的直径是衡量网络效率的重要指标，提出一种新的有向三环网络TL(N;s1,s2,s3)(其中N=s1+s2+s3,s1≠s2≠s3,gcd(N;s1,s2,s3)=1)构造方法，得到其直观模型——六角环.研究并证明了六角环的一些性质，给出了有向三环网络直径d(N;s1,s2,s3)的显式公式.利用C#和SQL SERVER2008仿真出若干结果，实验结果显示该三环网络的构造方法实用有效.通过对仿真结果的分析，得到了一类特殊的三环网络TL(N;s1,s2,s3)，当N=1+6(1+…+c),s1=c2,s2=(c+1)2,s3=N-s1-s2时，其直径d(N;s1,s2,s3)=2c，宽直径为d3(N;s1,s2,s3)=2c+2.该构造方法较传统的超L型瓦方法简单,又较三叉树构造法实用，在二维平面上就能得到一个简单、直观模型，并且仅需要分析环数c与位数pos这2个参数，就能求解出有向三环网络的直径.

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指针类型递归函数前后形状图的自动推断

宋艳辉1，2，李兆鹏1，2，陈意云1，2

2014, 35(4): 759-764.

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在一个基于形状图逻辑的自动程序验证原型系统上，设计与实现了指针类型递归函数前后形状图的自动推断方法.该方法类似于循环不变形状图的推断方法，区别在于它首先沿着函数的非递归路径，从函数入口的函数前形状图推断函数出口的函数后形状图的初值，然后沿着函数的递归路径对函数后形状图进行迭代求解.本文还设计了上述自动推断方法中需要用到的形状图之间蕴涵关系的判定方法.本文方法使得原型系统扩展到能够自动验证指针类型的递归函数.

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一种可扩展的面向海量数据高维最近邻检索的对等索引结构

齐向东1，刘大伟2,3，王劲林1,2

2014, 35(4): 765-769.

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大规模数据集的最近邻检索，目前逐渐成为计算机领域中一个重要问题.采用一种分布式对等索引结构，对海量数据集进行最近邻检索.通过采用lp范数下的局部敏感哈希算法对高维空间的数据进行相似检索，并利用典型的哈希算法与不均匀Hilbert曲线结合，将高维的局部敏感哈希数据桶空间映射到一维DHT索引空间.系统设计时同时考虑相似性检索和P2P网络维持的需求，索引本身具备局部敏感特性，以及DHT网络的负载均衡能力.文中将展示如何利用局部敏感哈希有效地在P2P网络中执行最近邻搜索问题.实验基于真实数据，进一步验证本方法的有效性，以及扩展性上相比于其他方法的优势.

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一种面向非平衡数据集分类问题的组合选择方法

职为梅，郭华平，张银峰，范明

2014, 35(4): 770-775.

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由于类分布的不平衡性，很多传统的分类方法在非平衡数据集上的分类效果不好.与传统的方法不同，论文从组合选择的角度考虑不平衡类学习问题，提出了一种基于实例的组合选择方法CBES，提升组合分类器在不平衡数据集上的分类性能.CBES考察类标号未知的样本的k近邻，并以此为选择集，从分类器库中选择一个最优或次优的子组合分类器来预测未知样本的类标号.由于考虑了待分类样本的局部特征，更关注稀有类，因此CBES能够更好地对非平衡数据集进行分类.实验结果表明，本文的方法能够显著地降低模型的复杂度，有效地提高了非平衡数据集上的分类性能.

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云计算中服务可信度评价的个性化融合方法

马华1,2，胡志刚1，张红宇3

2014, 35(4): 776-780.

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在具有动态性、虚拟计算和分布计算等特点的云计算环境中，如何采信云服务的可信度评价历史数据并由此挖掘最大的参考价值，是当前云服务的信任机制研究面临的一个关键问题.提出了一种云服务可信度评价的个性化融合方法，该方法从云服务的个性化特征分析入手，利用相似度评估函数，基于云服务用户集合构建特征共同体，接着引入证据理论，通过逐步求精迭代识别伪证据，过滤不可靠的可信度评价，然后，结合特征共同体的个性化加权系数，以一种新的相关证据融合公式实现可信度评价数据的融合.仿真实验和分析表明，本文方法具有良好的自适应性，能够为带有明显个性化特征且没有直接使用经验的用户提供具有较高价值的参考数据，从而提高云计算环境下服务可信度评价的准确度.

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一种基于Action LtoS与MFPS混合测试准则

徐雯，高建华

2014, 35(4): 781-785.

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事件驱动(EDS)软件可以通过引入事件来改变系统状态，如GUI和WEB应用程序等.由于调用用户界面可能会产生大量事件序列使得对EDS的测试面临严峻的挑战.通过将GUI和WEB应用程序归类到一起来研究，并确定优先次序.此外，在研究基于计数的准则(Action LtoS)和基于频率的准则(MFPS)基础上，研究一种基于Action LtoS与MFPS混合测试准则(HTCS)来提高APFD度量的故障检测率，该方法结合两种准则的特点来生成测试用例.实证研究表明，HTCS相对于单一的准则具有更快的APFD度量的故障检测率.

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考虑QoS属性相关性的Web服务选择

康国胜1，2，刘建勋1，唐明董1，曹步清1

2014, 35(4): 786-790.

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现有的Web服务选择方法通常假定偏好由用户给出.由于偏好的主观性和模糊性，用户通常无法用具体数字表达清楚自己的偏好.且QoS各维属性之间存在相关性，偏好加权的方法无法消除信息的重叠，导致服务综合QoS评价不准确.针对该问题，在Web服务选择框架中对QoS属性设置区间搜索以考虑用户的优先偏好，使得初选的服务满足用户的QoS约束.对初选的服务利用主成分分析的思想，提出一种可行的Web服务选择算法PCA-WSS，根据各主成分的贡献率进行加权，分离QoS各维属性之间存在的相关性，有效地评价服务的综合QoS，为用户选择综合QoS最优的服务.实验结果验证算法的有效性和可行性.

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基于投影数据库的改进单向COFI-tree关联分类

唐成华，刘鹏程，强保华，王文波

2014, 35(4): 791-796.

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针对关联分类算法面对大数据集事务库时的候选集庞大、难以生成挖掘数据结构和高资源消耗等问题，提出了一种基于投影数据库的改进单向COFI-tree频繁项集生成算法，结合相关性度量等剪枝操作提取高效的分类规则，通过分治数据库有效降低整个数据库对资源的需求，减小对频繁项集的搜索空间和非频繁项集的数量，从而实现对频繁项集生成的优化过程.实验结果表明该算法通过生成初始投影数据库，并利用单向COFI-tree挖掘频繁项集的时间远小于同类算法对数据集进行直接挖掘，为大数据集的关联分类挖掘提供了一种新的解决途径.

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Hadoop平台的微博热点事件挖掘

谢思发1,林琛1,2, 苏旋3, 江弋1

2014, 35(4): 797-801.

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微博作为一种新兴的网络社交服务，其即时通讯功能强大，用户可利用各种手段在微博上实时、快捷地发布社会热点事件.但是微博平台在短时间内发布大量信息的特点在一定程度上造成了信息的碎片化，而且迅速的信息更新速度易造成重要信息的不易检索.本文采用Hadoop平台，利用其在大数据挖掘方面的优势，提出挖掘微博中热点词的分布式算法，提取热点词组织热点事件，方便用户查询.此外提出了线性时间复杂度的检测算法，检测热点事件的爆发时间段.文中采用Twitter和新浪微博上的数据集作为测试样本，进行了大量的实验，实验结果表明本文算法能有效的提取微博中的热点事件.

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网格化量子漫步聚类模型及其算法分析

黄德才，钱国红，陆亿红

2014, 35(4): 802-806.

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量子漫步作为一种新的量子计算模型具有巨大的前景，为经典算法寻求量子版本的解决方案提供了新思路.本文试图将量子漫步理论与聚类算法相结合，在分析图上离散量子漫步特点及其在解决聚类问题时存在不足的前提下，采取将漫步空间网格化的方式将模型简化，提出一种网格化量子漫步聚类模型，使之能够很好地完成聚类任务.该模型将数据点考虑为在量子网格世界中的根据特定规则执行漫步过程的量子，由于量子叠加等特性的存在，量子漫步聚类具有更好的时间效率和勘探能力，仿真实验也表明算法在聚类正确性上具有不错的表现.

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JUCC:一种基于JUnit框架展示代码覆盖的交互式测试工具

孙小兵1,张允1,陶传奇2

2014, 35(4): 807-810.

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当前测试驱动的开发模式已成为软件开发的主要模式之一，而JUnit是测试开发领域中常用的一种测试框架.基于JUnit的各种测试技术和方法经常出现在各种软件测试研究与实践中.本文基于JUnit框架，提出一种添加代码覆盖展示的新型交互式测试工具JUCC.JUCC在JUnit测试结束后根据测试过程中记录的信息，图形化地显示测试代码的覆盖率，这样,测试人员可根据代码覆盖情况针对没有被覆盖的代码再次进行测试用例的编写，迭代地进行测试，直到达到满意的测试效果.

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基于句法分析和情感词典的网络舆情倾向性分析研究

肖红,许少华

2014, 35(4): 811-813.

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随着互联网信息技术的发展，网络媒体已经成为民众表达情绪、意愿的主要场所，也是舆情信息传播的主要渠道.为了在海量的网络互动信息中能够准确迅速地对网民观点进行情感倾向性分析，本文提出了一种将句法分析和情感词典相结合的分析方法.首先，对目前通用的情感词典组织模型进行了改进，给出了具体的改进模型.然后，在用情感词典进行切词的基础上对句子进行语法分析，再利用情感词在句子中的成份、情感指数权重以及与其他情感词之间的组合共现关系计算出综合的情感指数.通过对论坛回复、新闻语评论内容的实际测试，验证了此方法的有效性.实验结果表明，此方法在一定程度上提高了情感分析的正确率，并具有一定的适应性和推广性.

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云环境下弹性负载均衡方法的研究

白延敏1，薛进1，马维华2

2014, 35(4): 814-817.

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针对传统弹性算法存在的系统抖动、伸缩效率低等问题，提出了云环境下的弹性负载均衡方法.该方法采用集中式设计，建立了弹性负载均衡的总体架构，设计了三级缓冲池及缓冲池管理流程，以提高系统扩展效率.针对于实时负载数据的波动性，该方法结合移动均值算法，利用负载周期变化的特点，提出了负载预测算法.并在此基础上，设计了支持节点批量增减的弹性调度算法，控制系统的整体伸缩和任务的分配.最后对比了传统的双阈值弹性集群和使用本方法的弹性负载均衡集群，并对实验结果统计和分析，验证本文提出的云环境下弹性负载均衡方法的有效性.

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面向不均衡数据集的ARSGOS算法

曹鹏1，2，栗伟1,2，赵大哲1，2

2014, 35(4): 818-823.

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现实世界中广泛存在着类别分布不均衡的数据，其分类问题已成为数据挖掘领域中的研究热点.提出一种基于高斯混合模型，并结合自适应随机子空间的升采样算法(ARSGOS).该算法使用随机子空间的思想，在不同的子空间下对少数类的样本空间使用高斯混合模型进行参数估计，并根据估计的概率密度函数构造少数类样本数据，从而使新样本数据更加准确真实，避免了噪音数据的生成.该算法通过引入数据子集交叠率,增强数据采样和分类器学习的差异性，提升了在不均衡数据空间下少数类样本的识别能力.通过大量UCI数据集验证，并采用不同的基分类器，与其他常用的重采样算法进行比较.实验结果表明ARSGOS算法有效地提高了少数类的识别率以及整体的分类性能.

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中性进化算法模型及其实验研究

陈贤富，郭晶，任岳淼

2014, 35(4): 824-826.

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借鉴生物学中的非达尔文进化理论，并针对传统遗传算法中可能存在的"早熟收敛"、种群多样性维护困难等方面的问题，提出一种无传统"选择"操作的"中性进化"算法模型.该模型基于木村资生中性进化思想，侧重交叉和变异纯随机遗传操作，并采用自适应种群更新策略，使得算法结构更为简洁、多样性维持能力有所加强.若干数值类型的多峰函数测试以及复杂经典NP类318城市货郎担问题实验研究，已初步显示出中性进化算法在抑制"遗传支配"现象、避免陷入"早熟收敛"以及改进遗传算法的全局优化效果方面与Holland传统遗传算法相比性能较优的特性.

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基于云模型的模糊Petri网token确定方法研究

党小超1,2，樊婷1，郝占军1,2

2014, 35(4): 827-830.

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当前模糊Petri网应用中模糊token通常由专家主观确定或依据经验直接给出,这可能会导致推理结果得出错误结论.针对该问题提出一种基于云模型的模糊Petri网token确定方法.该方法通过逆向云发生器先将专家或者经验知识转化成云概念，然后利用前件云发生器的方法计算得到被考察对象值相对于云概念的确定度，从而得到模糊Petri网的token初始值，为实现被考察物理量对模糊token的实时转换提供了方法支持.实例论证了云模型在确定模糊token初始值时的可行性与有效性.

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改进的差别矩阵的快速属性约简算法

周建华，徐章艳，章晨光

2014, 35(4): 831-834.

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基于差别矩阵的属性约简算法是重要的属性约简算法之一，它具有直观、易于理解的性质.由于在构造差别矩阵的时候往往会产生大量的重复元素以及无用的元素，这不仅浪费了大量的空间，还大大降低了算法的高效性.在现实生活中这种数据往往是不可避免的.本文以去掉重复元素以及降低无用元素的个数为目的构造了一个二叉树来存储差别属性集，该二叉树在保留直观、易于理解的特征的前提下降低了存储空间.然后设计了一个相应的算法，该算法依据差别矩阵属性约简的思想，对二叉树进行减枝处理，实现最终的属性约简，最后用实例说明算法的高效性.

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嵌入共轭梯度法的混合粒子群优化算法

梁昔明，李德生

2014, 35(4): 835-839.

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针对标准粒子群算法收敛速度慢和精度低的问题，提出了一种嵌入共轭梯度法的混合粒子群优化算法.算法有效结合了粒子群优化算法较强的全局搜索能力和共轭梯度法快速精细的局部搜索能力，在基本粒子群算法得到的最优解的基础上引入共轭梯度法，加快了算法的收敛速度，克服了基本粒子群算法收敛慢的弊端.相比于基本粒子群算法，它能够以较高精度和较快速度收敛到所求无约束优化问题的全局最优解.数值实验结果表明，所得混合算法是一种求解高维多峰连续函数无约束优化问题的高效方法.

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求解三倍体个体单体型重建问题的遗传算法

吴璟莉，王兆灿

2014, 35(4): 840-844.

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针对最少错误更正(the minimum error correction, MEC)模型，对三倍体个体单体型重建问题进行研究，提出一种基于遗传算法的三倍体个体单体型重建算法GTIHR.该算法采用一种新颖的染色体编码方法和一种有效的爬山算子.这种较短的染色体编码方式能够构造较小的解空间，以便于算法快速收敛到较优解.此外，爬山算子通过为染色体编码注入随机信息来避免早熟现象，并充分利用SNP片段中的有效信息来逐步修正染色体编码取值.实验利用鸟枪法测序模拟片段生成器CELSIM生成片段数据.与以往求解算法的比较分析结果显示，GTIHR算法能够获得更高重建率的单体型，具有较强的实用价值.

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动态分簇的多移动机器人WSN数据收集方法研究

孔令富1，景荣1，赵逢达1，解娜2

2014, 35(4): 845-849.

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数据收集是无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)的基本问题.近年来的研究表明相比于WSN的静态多跳转发数据收集，利用移动机器人作为移动节点辅助WSN进行数据收集能够有效地减少数据转发跳数，提高WSN的生命周期，然而由于移动机器人移动速度相对较慢的机械特性，使得WSN的数据收集时间产生了较大的延迟.为了较好地解决WSN生命周期与移动机器人数据收集时间延迟间的相互矛盾问题，提出基于动态分簇的多移动机器人数据收集问题(Dynamic Cluster Based Multi-robot Data Collection，DC-MDC)，并将其公式化为一个整数线性规划.在公式化过程中，先将WSN划分成簇，然后再将每个簇划分成具有最大深度为[WTB1X]d[WTB1]的子簇路由树，最后利用移动机器人在每个簇的子簇路由树的根节点之间进行数据收集.为了解决DC-MDC问题，本文给出了一个分布式的启发性数据收集算法(Distributed Heuristic Data Collection Algorithm，DHDCA)，并利用大量的对比仿真实验验证了此算法的有效性.

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求解随机时变背包问题的确定性算法

贺毅朝1，张新禄2，高锁刚2，宋超3

2014, 35(4): 854-857.

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随机时变背包问题(RTVKP)是智能计算领域中的一个动态组合优化问题，具有重要的理论与应用价值.对于背包载重随机变化的RTVKP问题(记为RTVKP3)，首先利用改进的动态规划法提出了一种适于求解具有较小物品价值和较大背包载重的RTVKP3的确定性算法(记为MDP-RTVKP)，给出了MDP-RTVKP可成功求解RTVKP3的必要条件；然后，基于MDP-RTVKP和DPforRTVKP的不同适用性提出了一种适于求解任意RTVKP3实例的有效方法GenericDPfRTVKP，并通过对大规模RTVKP3实例的仿真计算验证了GenericDPfRTVKP的通用性与高效性.

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主动感知虚拟人自主追击行为模型的设计与实现

徐人凤1，徐守祥2，陈建刚2 ，黄国伟2

2014, 35(4): 858-863.

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智能虚拟人在动态虚拟环境中的追击问题，是解决虚拟人自主行为规划的典型问题.构建基于认知的三层行为控制模型，依据情景状态、环境感知和形式化的知识库，实现目标驱动的智能虚拟人自主行动推理.将追击问题的视线法拓展到3D空间中的筒视线法，实现虚拟人的主动感知，用势函数构建动态人工势场，控制虚拟人的反应行为；以虚拟人与环境的交互实现对环境可供性的感知；以流演算的行动推理方式形式化目标驱动的追击行为，建立行动推理知识库，实现虚拟人的自主行为规划.最后给出了在3D网络游戏引擎基础上的原型实现.

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基于GNP的多轿厢电梯多目标优化算法

刘剑，张雷，刘美菊，许可，龚志恒

2014, 35(4): 864-868.

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"一井多梯"多轿厢电梯是当前国际上解决高层建筑输送效率、减小占地面积、节约能源和减少建筑成本的最新方式.针对多轿厢电梯多目标优化问题进行深入研究，结合遗传算法GA和遗传规划GP的特点，探讨了电梯优化调度控制系统的适应度函数选取、种群初始化和GNP节点设置问题，并通过选择、交叉、变异算法计算，研究了GNP对于多轿厢多目标的优化性能，以候梯时间、乘梯时间、乘客人数、系统能耗为目标,提出一种改进的基于GNP的多轿厢电梯优化调度算法及策略，对比改进前的GNP算法，进行了实验仿真分析，实验结果验证了改进后的GNP新方法的有效性,对多轿厢多目标优化的可实现性和优越性.

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使用阈值提升基频特征对话者确认的补偿性能

花城,李辉

2014, 35(4): 869-871.

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在传统的话者确认评分级融合中，基频辅助系统会劣化主系统下表现较好的测试评分.针对此问题，给出一种利用阈值改进基频特征补偿性能的方法.在使用MFCC特征参数的主系统外构建使用短时基频特征的话者确认辅助系统，主系统下测试评分绝对值低于阈值时需要进行评分融合，否则直接采用主系统评分.采用本文方法保护了主系统下的优质测试结果，实验结果表明，本文的方法有效提高了基频特征对说话人确认主系统的补偿性能.

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一个面向存储优化GPGPU编译器

李小强，安虹，吴石磊

2014, 35(4): 872-877.

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近年来，图形处理器（GPU）在通用计算领域的应用越来越广泛，较高的性能功耗比以及合理的价格使其迅速普及.CUDA则是一种在当今图形处理器上进行通用编程的代表语言.但是由于CUDA过多的暴露了底层硬件的细节，使得程序员必须熟悉GPU的硬件细节才能写出高效运行的程序.而且由于GPU硬件在不断进化，使得为某一代GPU开发的程序很难高效的在新的硬件平台上执行.这大大增加了使用CUDA进行编程的难度和工作量.因此本文提出了一个面向存储优化的GPGPU编译器，将高层的制导语言翻译成优化的CUDA语言.硬件无关的高层制导语言提供了简单的编程模型和可移植性.应用了多种存储优化技术的优化编译器则负责生成高性能的CUDA程序.使用Rodinia测试程序集在Tesla C2050 GPU上的实验结果表明，本文的方案达到了较好的性能和可移植性的平衡.

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IaaS云中最小迁移代价的虚拟机放置算法

胡元元1，2，林浒1，李鸿彬1，2

2014, 35(4): 878-882.

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虚拟机放置问题是云计算基础设施即服务（IaaS）模式中的关键.对任务调度和虚拟机调度等问题研究已久，而虚拟机放置问题随着云计算的兴起才备受关注.虚拟机放置包括初始放置和动态迁移.然而，目前大多数的研究工作都分别针对这两者进行优化，没有实现全局的最优的资源分配.提出一种最小迁移代价的虚拟机放置算法，综合考虑虚拟机资源分配的持续动态变化与迁移代价的约束，通过在初始化放置和迁移中考虑迁移代价，达到最终的资源高利用率和持续稳定的服务质量，并仿真验证了该算法能够有效减小迁移代价.

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基于协作型VMM的虚拟机网络访问控制技术研究

胡小龙1，蒋光庆2，郭玉东3，张龙龙1

2014, 35(4): 883-888.

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针对操作系统内部安全工具容易被攻击与绕开的问题，提出一种VM外部与内部相结合的网络访问控制机制，并在协作型VMM上进行实现.本机制在外部截获虚拟机的网络访问，内部工具获取发起此次网络访问的进程信息，以实现应用程序级网络访问控制.为提高性能，将网络访问分为连接发起与访问过程两个阶段，并分别对其进行控制.这种内外结合的方式，能够方便获取内部信息，又具有虚拟机外部安全监控的高权限与隐蔽性，并能够在系统受危害时彻底断网，减小可能受到的损失.测试表明该机制能够实现虚拟机网络访问控制功能，引入的网络性能影响较小.

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非BS器件的模型化分类测试

钟春丽，张平，生拥宏，王炜，朱毅

2014, 35(4): 889-894.

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针对现有电路板边界扫描器件与非边界扫描器件同时存在，致使测试覆盖率较低的问题，提出对非BS器件模型化分类的测试方法.以器件的可测属性为依据，对其进行分类并抽象建模.将板上器件及线网抽象为有向图，基于迪杰斯特拉算法及广度优先搜索算法，构建了电路板的可达测试模型.对可达测试模型和簇测试模型的生成方法进行了形式化定义，并给出模型的测试方案.实验结果表明，该方法比现有簇测试方法测试覆盖率更高，进一步扩展了板上非BS器件的可测范围，并能很好的应用于自动测试.

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计算复杂度自适应的NURBS曲线插补算法

孙树杰1，2，林浒2，郑飂默2，刘峰2

2014, 35(4): 895-899.

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NURBS曲线插补过程中要求高效、准确地计算插补点，但大多数现有的NURBS曲线插补算法是以计算准确性为主要指标来设计的，其插补计算多是通过B样条间接实现，并未充分考虑如何最大限度地利用插补计算中计算结构的特点以及不同插补算法的性能特点提高计算效率.通过对B样条插补算法计算结构的分析，以基函数值共享为基础，给出了NURBS曲线直接插补算法以及相应的计算效率表达式.在与de Boor-Cox算法相比较的基础上，针对不同插补精度的要求，在满足精度要求的前提下，给出了基于插补计算的复杂度进行插补算法自适应选择的新算法，该算法明显提高了插补计算的效率，缩短了插补周期中插补计算所占用的时间.

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外包空间数据库中隐私保护下范围查询的验证

陈子军，何尤锐，刘文远

2014, 35(4): 900-905.

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查询结果的完整性和数据隐私构成了外包空间数据库应用下的两大挑战.利用Hilbert曲线保护数据隐私，在曲线中掺入伪造的数据来保证用户完整性验证，该方法并不完全可靠.针对该问题，提出在Hilbert曲线的基础上构建数字签名，通过Hilbert曲线来确保数据的隐私，以Hilbert值的顺序构造数字签名链来保证返回范围查询结果的正确性和完整性.并且设计两种存储结构来帮助提高查询验证的可靠性，其中的一种结构用于验证范围查询所包含的曲线段上数据点的正确性和完整性，另一种结构用于防止第三方服务器或攻击者有意漏掉范围查询所包含的曲线段上所有的数据点.通过实验，我们验证了该算法的有效性.

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一种可追踪的双重子秘密门限代理签名方案

邓月明1,2，王国军1

2014, 35(4): 911-916.

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针对现有门限代理签名方案存在不具有可追踪性和无法防止签名被代理者滥用的问题，提出一种可追踪的双重子秘密门限代理签名方案.该方案在依赖于双线性映射以及计算Diffie-Hellman问题的基础上，通过引入盲因子和代理子秘密双重子秘密分量，对代理签名的发起者进行限制和追踪，使得签名具有强不可伪造性、强不可否认性、前向安全性、抗合谋性、防滥用与可追踪性等安全性质.文中利用范德蒙变换等数学工具，对方案的正确性、效率和安全性进行了详细的讨论和证明，分析表明该方案是一种安全有效的门限代理签名方案.

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一种基于稀疏编码模型的视频异常发现方法

谢锦生, 郭立, 赵龙,桂树

2014, 35(4): 917-921.

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提出一种基于稀疏编码模型的视频异常发现方法，不仅可以检测"个体异常行为"，同时也可以应用于"群体异常行为"检测.对个体异常和群体异常事件，分别提取HNF和多尺度运动直方图作为不同的特征，通过快速稀疏编码算法学习包含正常行为特征的字典，以特征关于字典稀疏表达的重构误差作为判断异常的标准，如重构误差大，则判断为异常.多尺度运动矢量直方图不仅减小了特征提取阶段的计算量，实验结果也证明了该特征在群体异常检测中的有效性，实现了帧级场景异常检测，与真实结果比较能更及时的报警异常出现的时刻.实验使用3种标准行为识别数据库，ROC曲线和AUC值证明了算法的实用性和有效性.

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一种非标记人体姿态估计的初始化方法

谭光华1,2，陈伟霞1,2，高春鸣1,2

2014, 35(4): 926-930.

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为解决基于模型的非标记动作捕获系统中模型自动初始化的问题, 提出了一种自动获取初始帧人体三维姿态的方法.该方法通过整合人体的二维及三维信息进而自动地恢复出人体的三维姿态，无需建立人体模型.首先将选定视角下轮廓图中的前景采用区域分割的方法进行标记；然后，采用基于查找表的SFS　(Shape-From-Silhouette) 算法，结合二维图像提取出的人体姿态信息与三维空间信息，恢复出分块标记的三维人体体素; 最后，根据分块标记的体素信息以及人体骨架的约束，提取出三维人体骨架的参数，从而恢复三维人体姿态.实验表明此方法可以准确地获取初始帧三维骨架姿态，完成模型的自动初始化工作.

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小波域局部标准差的图像置乱评价方法

范铁生1，张绍成2，张忠清1，宣伟宏1，薛军1

2014, 35(4): 931-935.

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针对许多图像置乱客观评价方法对于体现图像置乱前后之间的内在联系不足且大都基于某一种置乱技术而产生的通用性不强问题，提出一种小波域局部标准差的图像置乱评价方法，以便真实客观地评价图像置乱效果的好坏.该方法将局部标准差应用于小波域，在频率域里分析图像置乱程度，得到了一种新的评价数字图像置乱算法的评价方法，此方法简单且有效.实验结果表明，该评价方法可行；并且用不同置乱算法对不同图像进行置乱的效果评价都能准确地反映置乱次数与置乱程度的关系，而且与人的视觉感知基本一致；这就证明了算法的有效性和合理性.

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图像理解中的视觉感知与图像的关联组织

周海英1,2，穆志纯1

2014, 35(4): 936-940.

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对注意力焦点附近的图像片进行视觉关联学习，建立视觉特征与语义特征之间的感知联系，使图像的视觉感知行为和图像理解的认知行为连成一个整体，模拟人类的认知行为过程.自底向上的特征映射和自顶向下的语义判定相结合，建立了图像与语义类别之间的基础框架联系.在用户对查询结果的反馈中，保留正相关的图像剔除负相关图像，动态地实现了不同查询要求下图像数据的重组.实验表明，在基础框架之下，多层次语义群组关联和多框架协同能够较好地复用了原有框架组织下的结果，有效地实现了视觉感知、语义理解和查询案例之间的联系，满足了图像柔性检索的需要.

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利用小波包分解的抗噪图像隐写分析方法

张敏情1,2，杨刚1，张震1

2014, 35(4): 941-944.

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小波包分解的多分辨率的特性使其在图像隐写分析中得到广泛应用，但自然噪声的影响往往使得隐写分析的检测正确率大大降低.基于图像的小波包分解，提出一种具有较强抗噪能力的图像信息隐藏盲检测方法.首先对图像进行差分，将差分图像进行二层小波包分解，提取小波包子带系数直方图特征函数多阶绝对矩(CF)和高频子带系数平方和作为特征，使用支持向量机进行训练分类.在UCID V2标准图库下，针对LSB、F5、Jsteg和outguess等典型隐写算法进行实验，结果表明：本文方法比现有典型盲检测方法在抗噪方面具有更好的检测效果.

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